GPS技術(shù)在勘察測(cè)量控制中的應(yīng)用與注意事項(xiàng)探討

1 GPS技術(shù)概述

GPS系統(tǒng)主要由全球通訊衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及接收裝置組成，通過衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)來指導(dǎo)工程實(shí)踐。GPS技術(shù)主要基于工程測(cè)量中距離交匯定點(diǎn)原理，利用接收裝置在一定時(shí)刻接收三顆或三顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，通過數(shù)據(jù)計(jì)算判斷出到發(fā)射衛(wèi)星的距離，并利用相關(guān)的衛(wèi)星地理原理計(jì)算衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，進(jìn)而可以得到待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，達(dá)到定位測(cè)量的目的。GPS測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為工程測(cè)繪帶來了極大的方便，相比于其他的測(cè)量技術(shù)，主要由以下特點(diǎn):功能比較多，適應(yīng)性強(qiáng)，在實(shí)際中的應(yīng)用比較廣泛，GPS測(cè)量技術(shù)可以為工程提供時(shí)間、位置、速度等多方面的信息，不僅可以用于導(dǎo)航及測(cè)量定位，還可用于時(shí)間測(cè)試及速度測(cè)試等，尤其是隨著目前科學(xué)技術(shù)的不斷突破，GPS技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，在工程勘察、測(cè)量、海洋測(cè)繪以及航空攝影中有著廣泛的應(yīng)用;GPS定位技術(shù)的精度較高，這對(duì)于對(duì)位置信息要求較高以及對(duì)精度要求較為嚴(yán)格的項(xiàng)目而言是非常重要的。GPS技術(shù)的以上特點(diǎn)基本上實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的要求，在勘察測(cè)量控制中發(fā)揮著重要的作用。

2 GPS技術(shù)在勘察測(cè)量控制中的應(yīng)用

2.1 利用GPS建立精確的工程控制網(wǎng)絡(luò)

控制測(cè)量主要包括一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量和圖根導(dǎo)線測(cè)量，做好控制測(cè)量工作首先必須選擇科學(xué)合理的布網(wǎng)方案，使其滿足一定的精度、可靠性、靈敏度以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等要求。工程控制網(wǎng)絡(luò)的建立與工程的進(jìn)行和項(xiàng)目的順利完成具有非常密切的聯(lián)系，對(duì)于一些網(wǎng)型和精度要求較為嚴(yán)格的工程，工程控制網(wǎng)的覆蓋面較小、定位的密度大、精度要求高，利用GPS測(cè)量技術(shù)建設(shè)工程控制網(wǎng)絡(luò)，能夠有效減小對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)中位置的局限性，縮短測(cè)量的時(shí)間，滿足上述要求。在利用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量控制作業(yè)的設(shè)計(jì)過程中，要綜合考慮經(jīng)濟(jì)要求和技術(shù)精確性等兩方面的因素。經(jīng)濟(jì)因素是任何工程設(shè)計(jì)中必須要考慮的方面，主要是為減少作業(yè)工時(shí)和成本，高效完成測(cè)量任務(wù);精度要求是順利完成工程的基礎(chǔ)和保證，在測(cè)量控制中要合理布局控制網(wǎng)點(diǎn)，保證測(cè)點(diǎn)數(shù)量，以提高觀測(cè)的精度和可靠性。在控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中還要注意待測(cè)點(diǎn)在位置上精度的均勻性以及觀測(cè)時(shí)段的獨(dú)立性。利用GPS技術(shù)建立工程控制網(wǎng)絡(luò)大多利用載波相位靜態(tài)差分技術(shù)，在建立道路工程勘探及施工的控制網(wǎng)絡(luò)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這是由于在道路勘測(cè)中勘測(cè)目標(biāo)狹長，傳統(tǒng)的分段測(cè)量方法很難保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確及均勻。在上述工程中利用GPS技術(shù)可以建立很多的測(cè)量點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)的均衡分布，在以后的測(cè)量工程中也能保證測(cè)量目標(biāo)的一致性，從而使控制網(wǎng)絡(luò)中的待測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)。GPS技術(shù)在工程首級(jí)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)、工程勘察控制網(wǎng)的精確建設(shè)中都具有非常關(guān)鍵的作用。

2.2 利用區(qū)域性GPS差分系統(tǒng)進(jìn)行碎步測(cè)量與放樣

區(qū)域性GPS差分系統(tǒng)進(jìn)行碎部測(cè)量與放樣是GPS技術(shù)在工程測(cè)量中一項(xiàng)基本的應(yīng)用，利用區(qū)域GPS差分網(wǎng)所進(jìn)行的區(qū)域差分與單基點(diǎn)載波相位差分的原理相似，但區(qū)域差分系統(tǒng)的基準(zhǔn)站通常有多個(gè)，并構(gòu)成基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)為各基準(zhǔn)站提供差分信息，接收機(jī)利用自身的位置信息及各基準(zhǔn)站差分信息的權(quán)重，按照非等權(quán)平差的原則計(jì)算得到自身的差分修正值，進(jìn)而達(dá)到差分定位的目的。隨著社會(huì)的快速發(fā)展以及城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，GPS技術(shù)在城市測(cè)量中得到的廣泛的發(fā)展，對(duì)城市測(cè)量成果、城市規(guī)劃以及建設(shè)管理起著重要的指導(dǎo)作用。大地測(cè)量是其他工作的基礎(chǔ)，通過大地測(cè)量測(cè)制各種地形圖并為工程建設(shè)提供高等級(jí)控制點(diǎn)，在城市控制測(cè)量(或大地測(cè)量)中，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的碎步測(cè)量與放樣對(duì)城市控制網(wǎng)的建立及城市擴(kuò)建具有非常重要的意義。利用GPS定位技術(shù)建立的城市控制網(wǎng)及工程建設(shè)網(wǎng)，能夠滿足精度高、成本低、放樣均勻可靠的要求，對(duì)城市建設(shè)和工程的順利完成具有長久意義。

2.3 利用GPS布設(shè)控制點(diǎn)

GPS技術(shù)在勘測(cè)控制中的另一項(xiàng)重要應(yīng)用便是可以輔助工程布設(shè)科學(xué)、合理的控制點(diǎn)。地質(zhì)勘測(cè)作業(yè)主要包括基線測(cè)量、剖面測(cè)量以及工程點(diǎn)布設(shè)等，利用GPS技術(shù)，根據(jù)測(cè)距極坐標(biāo)或經(jīng)緯儀視距方法布設(shè)控制點(diǎn)能夠保證控制點(diǎn)的科學(xué)性。首先在剖面和基線的端點(diǎn)位置埋設(shè)水泥柱，并用相應(yīng)的符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記;在鉆孔布設(shè)后對(duì)布設(shè)的點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，鉆孔下面位置以封孔后的標(biāo)志中心為準(zhǔn)，高程測(cè)至終孔標(biāo)志頂面并量取相應(yīng)的高度;量取槽探寬度，槽探工程點(diǎn)通常利用極坐標(biāo)或根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析判斷，最終制定符合實(shí)際情況的工程規(guī)劃方案。在GPS工程控制網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中要滿足各待測(cè)點(diǎn)的布設(shè)次數(shù)相同，并優(yōu)先測(cè)量距離相近的點(diǎn)，在最短距離遷站方向上聯(lián)測(cè)相距較遠(yuǎn)的高等級(jí)已知點(diǎn)，并做到在待測(cè)點(diǎn)的每次重復(fù)設(shè)站中使用相同的接收機(jī)，以保證網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)精度的均勻性。控制點(diǎn)的科學(xué)布設(shè)是勘測(cè)工程控制網(wǎng)絡(luò)能夠充分發(fā)揮作用的前提，利用GPS技術(shù)進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)及控制網(wǎng)絡(luò)的建立在勘測(cè)控制中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

3 GPS在勘察測(cè)量控制應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

隨著GPS技術(shù)在勘察測(cè)量中的應(yīng)用越來越廣泛，在實(shí)際應(yīng)用中必須對(duì)其網(wǎng)絡(luò)布設(shè)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)范，在實(shí)際運(yùn)用中必須注意以下問題:首先對(duì)于GPS網(wǎng)的布設(shè)必須滿足新增的規(guī)范要求，比如:獨(dú)立閉合環(huán)數(shù)的限定，這與勘測(cè)控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)有著非常密切的聯(lián)系，新的規(guī)范對(duì)最簡獨(dú)立閉合環(huán)及附合路線的邊數(shù)都有明確的限制，采用多臺(tái)儀器連續(xù)觀測(cè)的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，可以達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的要求，能夠有效探測(cè)測(cè)量誤差提高GPS控制網(wǎng)絡(luò)的精度和可靠性;在利用GPS技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)控制中還要注意鄰接點(diǎn)數(shù)的限定問題，GPS網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展通常采用點(diǎn)連接、邊連接以及圖形連接的方式，應(yīng)注意在保證網(wǎng)絡(luò)可靠的前提下靈活選擇布網(wǎng)。在實(shí)際的工程實(shí)踐中，各級(jí)網(wǎng)絡(luò)除去邊緣點(diǎn)之外，其他點(diǎn)的鄰接點(diǎn)數(shù)應(yīng)多于三點(diǎn);另外，利用GPS技術(shù)所測(cè)量的高程是相對(duì)于大地坐標(biāo)系的橢球面的大地高度，是為研究大地水準(zhǔn)面的形狀及變化提供正常的高程結(jié)果，因此必須進(jìn)行一定的正常高程聯(lián)測(cè)，其精度在一定程度上取決于大地水準(zhǔn)面差距的求定精度，在實(shí)際工程實(shí)際中必須考慮這一因素的影響。

4 總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化建設(shè)的推進(jìn)，各種工程項(xiàng)目建設(shè)不斷增多，GPS在工程勘測(cè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。在工程勘察測(cè)量控制中，GPS技術(shù)主要應(yīng)用于控制點(diǎn)的布設(shè)、碎步測(cè)量與放樣以及控制網(wǎng)絡(luò)的建立等，在應(yīng)用中必須符合新增規(guī)范的要求，以達(dá)到工程實(shí)際的精度并服務(wù)于工程實(shí)踐。

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